9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Самодельный детектор альфа-частиц на транзисторе

Согласно экспериментам радиолюбителей, некоторые силовые транзисторы можно использовать в качестве самодельного детектора альфа-частиц. Для этого потребуется лишь открыть металлический корпус транзистора. Однако, иногда кристалл может быть защищён слоем компаунда, в этом случае детектирования не будет. Автор использовал транзистор BC140 в корпусе TO5, кристалл которого не имеет покрытия, и ему удалось получить чёткие импульсы альфа-частиц. БЭ и БК переходы транзистора были подключены параллельно, а напряжение не должно превышать напряжения пробоя БЭ.


Для усиления импульсов достаточно одного транзистора. Датчик даже не нужно затемнять, потому что импульсы, достигающие 20 мВ, значительно больше, чем у фотодиода в аналогичном применении. Однако, площадь кристалла BC140 очень мала, поэтому регистрируется мало частиц.

В поисках датчика с большей поверхностью, автору попался транзистор BUZ45 в корпусе TO3. Но после его вскрытия оказалось, что кристалл покрыт мягким силиконом. Разумеется, никакой реакции на альфу не было. Поэтому автор попытался снять компаунд, но тот не поддавался. В результате металлическое покрытие затвора было поцарапано, и автор уже ни на что не надеялся. Однако, при включении в схему транзистор прекрасно фиксировал альфа-частицы. Металлизация затвора препятствует проникновению света, поэтому и здесь затемнение оказалось также не нужно.


Подключив датчик на BUZ45 с двумя транзисторами и NE555 к батарейке, автор сделал детектор альфа-частиц с акустическим сигнализатором своими руками. NE555 расширяет очень короткие импульсы и делает их слышимыми. Кроме того, схема работает, как компаратор, активно подавляя шум.

Источник альфа-излучения можно располагать непосредственно перед датчиком и пробовать экранирование. Если лист бумаги экранирует излучение, значит это - действительно альфа.

В качестве самодельного датчика альфа-частиц также можно применить транзистор 2N3055, кристалл которого не имеет защитного покрытия. Используется переход БК с коллектором, подключённым к плюсу. Альфа-частицы дают такие же импульсы, как и дорогие датчики, только их частота значительно меньше из-за меньшей площади.

Авторское описание (на немецком):



Варианты на фотодиодах: BPW34, PS100-7-CER-PIN.

---

Пьезоэлектрический детектор высокоэнергичных частиц

В результате недавней работы, выполненной Б. Беронсом и лауреатом Нобелевской премии Р. Хофштадтером на Стенфордском линейном ускорителе, могут быть созданы новые типы детекторов частиц высоких энергий. Ученые наблюдали механические колебания пьезоэлектрических дисков, бомбардируемых высокоэнергичными электронами. Пьезоэлектриками называются материалы, способные испытывать механические напряжения под действием электрических сил и, соответственно, электризоваться под действием механических напряжений. Именно это обстоятельство привело к широкому их использованию (например, в проигрывателях винила, где они преобразуют механические колебания в электрические сигналы).

Б. Беронс и Р. Хофштадтер бомбардировали пьезоэлектрические диски пучком электронов с энергией около 1 Гэв и усиливали высокочастотные электрические колебания, возникавшие в этих дисках. Ученым пока не удалось понять механизм преобразования энергии электронов в механические, а затем и электрические колебания дисков. Однако установлено, что лишь незначительная доля (10^-10) энергии электронного пучка действительно преобразуется в механические колебания. По-видимому, и все другие высокоэнергичные частицы, как и электроны, способны вызывать такие колебания в пьезоэлектриках. При необходимом усовершенствовании подобные детекторы могут найти применение для регистрации частиц высоких энергий, а также для изучения взаимодействия этих частиц с твердыми телами и жидкостями. Б. Беронс и Р. Хофштадтер отмечают, что аналогичные колебания могут вызвать космические лучи в больших металлических цилиндрах, используемых в опытах по обнаружению гравитационных волн, предсказываемых общей теорией относительности. Это приведет к случайному фону, который может быть ошибочно истолкован как проявление гравитационных волн.

«New Scientist», v. 43, 1969, № 663

Понравилась статья? Коля говорит: поделись с друзьями!